这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是针对该研究的详细学术报告：

作者及机构
本研究的作者为Ka Nang Leung（学生会员，IEEE）和Philip K. T. Mok（高级会员，IEEE），均来自香港科技大学电子与计算机工程系。研究发表于《IEEE Journal of Solid-State Circuits》2002年4月刊（第37卷第4期）。

学术背景
本研究属于模拟集成电路设计领域，聚焦于低电压带隙基准电压源（bandgap voltage reference）的设计。传统CMOS工艺中，带隙基准电压源的最小工作电压通常需高于1 V，原因包括：1）基准电压本身约为1.25 V；2）比例绝对温度电流（PTAT）生成环路受限于寄生双极结型晶体管（BJT）的共集电极结构和放大器的输入共模电压。为解决这一问题，此前研究需依赖低阈值电压器件（low threshold voltage device）或特殊工艺（如BiCMOS），但此类方法增加了制造成本和工艺复杂性。本研究的目标是设计一种无需低阈值电压器件、可在标准CMOS工艺下实现亚1 V工作的带隙基准电压源，同时保证低温漂（15 ppm/°C）和低功耗（最大18 μA）。

研究流程与方法
1. 电路结构设计
研究提出了一种改进的带隙基准电路（图2和图3），核心创新包括：
- PMOS输入级放大器：替代传统NMOS输入级，降低输入共模电压需求，使最小工作电压降至0.98 V（公式3）。
- 源-体结正向偏置技术：通过电阻(R_{SB})产生温度无关电压（约0.3 V），正向偏置PMOS晶体管的源-体结，降低其阈值电压（公式4），确保放大器在高增益区工作。
- 直流电平移位电流镜：利用寄生BJT提升电流镜的饱和电压（图5b），避免晶体管进入三极管区。

1. 启动电路设计
   启动电路由MS1-MS4构成（图3），通过逆变器逻辑和尺寸优化确保电路在零电流状态下可靠启动，并在正常工作后完全关闭启动电流注入。

2. 实验验证

   • 工艺与测试条件：采用AMS 0.6 μm CMOS工艺流片，芯片面积0.24 mm²。通过4位修调网络优化电阻比（(R_1/R_2)）以降低温度系数（TC）。
     
   • 性能测试：在0°C至100°C范围内，测得基准电压均值603 mV，温度系数最低15 ppm/°C（1.5 V供电）。电源抑制比（PSRR）在10 kHz时为44 dB。
     

主要结果
1. 低电压工作：实验证实电路在0.98 V至1.5 V供电范围内稳定工作，突破传统带隙基准的1 V限制。
2. 温度稳定性：修调后温度系数达15 ppm/°C（图7），优于同类设计（表I对比）。
3. 工艺兼容性：无需低阈值电压器件或特殊工艺，仅需标准CMOS即可实现。

结论与价值
本研究通过创新电路设计（PMOS输入放大器、源-体结偏置、电平移位电流镜）解决了低电压带隙基准的核心难题，其科学价值在于：
1. 理论层面：提出了一种普适性的低电压设计方法，扩展了CMOS基准电压源的应用边界。
2. 应用层面：为单电源1 V系统（如便携式设备、传感器）提供了高精度、低功耗的电压基准解决方案。

研究亮点
1. 亚1 V工作：首次在标准CMOS工艺下实现0.98 V最低工作电压。
2. 无需特殊器件：通过电路技术创新规避低阈值电压需求，降低制造成本。
3. 高温度稳定性：15 ppm/°C的低温漂性能达到工业级应用标准。

其他价值
- 噪声与失调优化：通过增大发射区面积比（(N=8)）和对称布局降低随机失调（公式5），并通过RC滤波器抑制宽频热噪声。
- 可扩展性：若采用阈值电压更低的PMOS（(V_{THP}=-0.3\ \text{V})），理论最小工作电压可进一步降至0.75 V。

此报告全面涵盖了研究的背景、方法、结果与价值，适合学术同行参考。